『アバター：ファイヤー・アンド・アッシュ』技術革新を牽引したキャメロンが描く“家族の物語”（後編）

※前編はこちらから

『アバター：ファイヤー・アンド・アッシュ』あらすじ

舞台は、神秘の星パンドラ──地球滅亡の危機に瀕した人類はこの星への侵略を開始。アバターとして潜入した元海兵隊員のジェイクは、パンドラの先住民ナヴィの女性ネイティリと家族を築き、人類と戦う決意をする。しかし、同じナヴィでありながら、パンドラの支配を目論むアッシュ族のヴァランは、人類と手を組み復讐を果たそうとしていた。

ジェームズ・キャメロンは、常に映画技術の限界を押し広げながら、物語の核心を見失わない作家だ。『アバター：ファイヤー・アンド・アッシュ』（以下FaA）はその到達点であり、同時に次の章への静かな予告でもある。後半となる今回は、作品を支えた物理シミュレーションやレンダリング、コンポジットなどの技術について解説する。

Index

• 水の物理シミュレーション：LokiとPahiの革新
• 炎の物理：Combustion 2が描く“燃える世界”
• 水のレンダリング
• 炎や煙のレンダリング
• 空気すら描くManukaの光学世界
• レンズの存在すら表現
• ディープコンポジット
• 立体視の自然さ
• 実写の3D表現
• 実写の世界でもDeep Compositingが活躍
• 今後の展開

水の物理シミュレーション：LokiとPahiの革新

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　パンドラの世界を表現する上で重要となるのが、『アバター：ウェイ・オブ・ウォーター』（以下WoW）の記事（ https://cinemore.jp/jp/erudition/2775/article_2777_p3.html#a2777_p3_2 ）でも述べたように、単なる高精細CGではなく、物理現象そのものを再現するシミュレーション技術による所が大きい。

　特に『WoW』でも『FaA』でも、多くのシーンを占める海の表現は重要だ。この二作の世界観において、水は単なる背景ではなく、物語と感情を支える“環境そのもの”として機能しているからだ。このためにWētā FX社は、水だけでなく、煙、布、髪、筋肉など様々な素材を扱える、統合ソルバーの「Loki」を開発している。このLokiは、物理的に正確であることは当然として、水が髪を揺らすといった、異なる素材間の相互作用計算も可能にした。

　そして同時に「Pahi」も開発している。Lokiが“物理計算エンジン”だとすれば、Pahiは“統合パイプライン”（水の現象を統合的に管理する仕組み）と言える。つまり、水に関連するあらゆる現象を扱うツールセットであり、その密度や状態によって「FLIP」と「SPH」という2つのシミュレーションが切り替わる。

　具体的には、まず大きなうねりや、どっしりとした水の表現を得意とするFLIPで、海全体の動きを計算する。専門的に言うと粒子法と格子法という、二種類の数値解析手法を組み合わせて、水の大規模な動きを求めている。

　そして、波が激しくぶつかったと判断されると、自動的にSPH（粒子法）の計算に切り替わって、水と空気の境界が泡立ち、水面の薄い膜が破れ、水しぶきが舞い上がる。さらに、飛沫の粒子がより細かくなって空中に舞うと、煙のようなミストとしてボリュームレンダリングに引き継ぐ流れだ。加えてPahiは、水中の粒子や泡の計算も担当している。

炎の物理：Combustion 2が描く“燃える世界”